Stepanov_Kurs_DU
.pdfВячеслав Васильевич Степанов |
|
КУРС ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ |
|
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Предисловие к пятому изданию |
5 |
От издательства |
6 |
Глава I. Общие понятия. Интегрируемые типы уравнений первого порядка, |
7 |
разрешённых относительно производной |
|
§ 1. Введение |
7 |
§ 2. Метод, разделения переменных |
18 |
§ 3. Однородные уравнения |
27 |
§ 4. Линейные уравнения |
34 |
§ 5. Уравнение Якоби |
41 |
§ 6. Уравнение Риккати |
47 |
Глава II. Вопросы существования решений уравнения первого порядка, |
57 |
разрешённого относительно производной |
|
§ 1. Теорема существования (Коши и Пеано) |
57 |
§ 2. Особые точки |
76 |
§ 3. Интегрирующий множитель |
94 |
Глава III. Уравнения первого порядка, не разрешённые относительно |
104 |
производной |
|
§ 1. Уравнения первого порядка n-й степени |
104 |
§ 2. Уравнения, не содержащие явно одного из переменных |
110 |
§ 3. Общий метод введения параметра. Уравнения Лагранжа и Клеро |
113 |
§ 4. Особые решения |
120 |
§ 5. Задача о траекториях |
135 |
Глава IV. Дифференциальные уравнения высших порядков |
140 |
§ 1. Теорема существования |
140 |
§ 2. Типы уравнений n-го порядка, разрешаемые в квадратурах |
154 |
§ 3. Промежуточные интегралы. Уравнения, допускающие понижение |
167 |
порядка |
|
§ 4. Уравнения, левая часть которых является точной производной |
177 |
Глава V. Общая теория линейных дифференциальных уравнений |
180 |
§ 1. Определения и общие свойства |
180 |
§ 2. Общая теория линейного однородного уравнения |
183 |
§ 3. Неоднородные линейные уравнения |
199 |
§ 4. Сопряжённое уравнение |
205 |
Глава VI. Частные виды линейных дифференциальных уравнений |
214 |
§ 1. Линейные уравнения с постоянными коэффициентами и приводимые к |
214 |
ним |
|
§ 2. Линейные уравнения второго порядка |
241 |
Глава VII. Системы обыкновенных дифференциальных уравнений |
260 |
§ 1. Нормальная форма системы дифференциальных уравнений |
260 |
§ 2. Системы линейных дифференциальных уравнений |
270 |
§ 3. Существование производных по начальным значениям от решений |
298 |
системы |
|
|
§ 4. Первые интегралы системы обыкновенных дифференциальных |
307 |
|
уравнений |
|
|
§ 5. Симметричная форма системы дифференциальных уравнений |
312 |
|
§ 6. Устойчивость по Ляпунову. Теорема об устойчивости по первому |
317 |
|
приближению |
|
|
Глава VIII. Уравнения с частными производными. Линейные уравнения в |
330 |
|
частных производных первого порядка |
|
|
§ 1. Постановка задачи об интегрировании уравнений с частными |
330 |
|
производными |
|
|
§ 2. Линейное однородное уравнение в частных производных первого |
338 |
|
порядка |
|
|
§ 3. Линейные неоднородные уравнения с частными производными первого |
343 |
|
порядка |
|
|
Глава IX. Нелинейные уравнения в частных производных первого порядка |
355 |
|
§ 1. Система двух совместных уравнений первого порядка |
355 |
|
§ 2. Уравнение Пфаффа |
|
360 |
§ 3. Полный, общий и. особый интегралы уравнения в частных производных |
370 |
|
первого порядка |
|
|
§ 4. Метод Лагранжа-Шарпи нахождения полного интеграла |
381 |
|
§ 5. Метод Коши для двух независимых переменных |
393 |
|
§ 6. Метод Коши для п независимых переменных |
406 |
|
§ 7. Геометрическая теория уравнений с частными производными первого |
420 |
|
порядка |
|
|
Глава X. Исторический очерк |
|
428 |
Ответы |
|
459 |
Алфавитный указатель |
|
466 |
АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ |
|
|
(Д. у. — дифференциальное уравнение) |
|
|
Абель Н. 447 |
Бернулли Я. 38, 433 |
|
Александров П. С. 457 |
Бернштейн С. Н. 456, 457 |
|
Амплитуда колебания 219 |
Бессель Ф. 451 |
|
Аналитическая теория д. у. х) 108 |
Бесселевы функции 245, 250 |
|
Андронов А.А. 457 |
Бессела уравнение 237, 238, 242, 244, |
|
Арбог Л. 441 |
245, 250, 255 |
|
Арцела теорема 69 |
Билинейная форма 290 |
|
Аффинная группа 36 |
Биркгоф Д. 45В |
|
Барроу И. 430 |
Боголюбов Н. Н. 457, 458 |
|
Бендиксон И. 84, 92, 455 |
Больцано Б. 440, 446 |
|
Бернулли Д. 433—436, 440, 449, 451, |
Брук И. С. 458 |
|
452 |
Вандермонда определитель 216 |
|
Бернулли И. 38, 433 |
Ванцель П. 447 |
|
Бернулли Н. 435 |
Вариации уравнения в вариациях |
|
Бернулли уравнение 38 |
304, 320 |
|
Вариация постоянного 35, 201, 281 Вейерштрасса теорема 166 Вековой член 231 Векуа И. Н. 457 Винтнер А. 75 Возврата точки 130
Вполне интегрируемое уравнение
362
Вронский Г. 435 Вронского определитель 185
Второго порядка линейное уравнение 192, 241
Высших порядков д. у. 140 Галеркин Б. В, 458 Галилей Г. 429, 439 Галуа Э, 447 Гамильтона функция 412
Гармоническое колебание 218 Гаусс К. 446, 451
Геометрическая теория уравнений в частных
производных 420 Гершгорин С. А. 458
Гипергеометрический ряд 249 Гипергеометричеекое уравнение
247
Гиперповерхность 315, 336 Главные моменты инерции 312 Гомотетия 33 Грина функция 211
Группа преобразований 32 Гурса Э. 451 Гутенмахер Л. И. 458 Гюнтер Н. М. 457 Давидов А. Ю. 452
Даламбер Ж. 434, 437, 439, 441, 442, 443, 445, 452
Дарбу Г. 54, 449, 450
Дарбу уравнение 54 Движение 267, 317
—возмущённое 318
—невозмущённое 318
—стационарное 267 Дебон Ф. 429
Декарт Р. 429 Декремент логарифмический 220
Делители элементарные матрицы 291 Дикритический узел 84, 92 Динамика точки 162 Динамическая система 267 Дирихле формула 155 Дискриминантнаа кривая 126
Дифференциальное уравнение (см. также соотв. название д. у.)
Дифференциальный оператор 183 Дифференциалы полные, точные 94 Егоров Д. Ф. 41, 450 Единственность решения я. у. 63,
120, 150
Ермаков В. П. 450 Живых сил интеграл 163
Задача Коши 140, ,152, 335, 339, 348, 352, 390, 401, 411
Зернов Н. Е. 453 Изогональные траектории 135 Изоклины 11
Имшенецкий В. Г. 451, 452, 453, 455
Инвариантный множитель 291 Инволюция 385 Инерции момент 312 Интеграл д. у. 22
—живых сил 163
—общий 151, 167, 375
—особый 374
—первый 168
—полный 414
—промежуточный 167
—системы д. у. 308
Интегральная гиперповерхность 338
—кривая 10, 32, 84, 423
— поверхность 378 Интегральный элемент 407 Интегрирование д. у. 7, 8 Интегрируемости условие 95
Интегрирующий множитель 97, 98, 363
Истечение жидкости из сосуда 25 Каменков Г. В. 457
Каналов поверхность 379 Каноническая система д. у. 260, 412 Канторович Л. В. 458 Квадратура 8, решение д. у. в
квадратурах 20, 154 Келдыш М. В. 458 Клейн ф. 153
Клеро А. 434, 435, 437
—уравнение 117, 130
——обобщённое 389 Кнезера теорема 256
Ковалевская С. В. 332, 335, 448, 455
Колебание гармоническое 218
—затухающее 220
—упругое 219, 230 Колеблющееся в интервале решение
251 Комплексная область (теорема
существования)74 Конус Т 420 Коркин А. Н. 450
Коши О. 440, 446, 447, 448, 452
—доказательство существования 57
—задача (см. задача Коши)
—метод 393, 406
—нормальная форма 262
—формула 156
Крейн М. Г. 457 Кривая дискриминантная 126
—интегральная 10, 32, 84, 423
—Монжа 423
—характеристическая 351 Кристаль Г. 449 Кристофель Э. 435 Крылов А. Н. 458
Крылов Н. М. 457, 458
Курно А. 449 Лаврентьев М. А. 457
Лагранж Ж. 434, 435, 437, 438, 441, 442, 443
Лагранжа уравнение 116 Лагранжа-Шарпи метод 381 Ламэ Г. 451 Лаплас П. 441, 442
Лаппо-Данилевский И. А. 457 Лежандр А. 451 Лежандра уравнение 247, 251 Лежен-Дирихле П. 446 Лейбниц Г. 430, 433 Лекселль А. И, 435, 438 Летников А. В. 451 Ли С. 33, 444, 453, 454
Линейно зависимая система 278
—независимая система 277, 278 Линейные уравнения 100, 180 ——второго порядка 192, 241 ——в частных производных 338 ——первого порядка 34
——с постоянными коэффициентами
214 —— , системы 250
—— , частные виды 214 Линейный дифференциальный
оператор 183 Линии погони 170
—тока 268
—характеристические 380 Липшиц Р. 448 Липшица условие 58
Лиувилль Ж. 53, 449, 450, 451 Лиувилля-Остроградского формула
192 Лобачевский Н. И. 446, 447, 453, 457
Логарифмический декремент 220 Лузин Н. Н. 488 Люстерник Л. А. 458 Ляпунов А. М. 453, 455 Майера скобка 385 Максимович В. П.
449
Малкин И. Г. 457 Марков А. А. 457
Маятник математический Юб Мгновенная скорость 312 Метод (см. соответств. название) Микеладзе Ш. Е. 458 Миндинг Ф. Г. 450, 455 Многочлен неприводимый 108
—приводимый 108
—характеристический 215
—Чебышева 237 Множитель инвариантный 291
—интегрирующий 97,- 98, 363 Моисеев Н. Д. 457 Моменты инерции главные 312
Монж Г. 443, 444, 445
Монжа кривые 423
—обозначения 351
—уравнения 260
Мордухай-Болтовской Д. Д. 449
Муаньо Ф. 448, 449
Мусхелишвили Н. И. 457 Мышкис А. Д. 457 Направлений поле 11 Начальная фаза 219 Начальные значения особые
314
—условия 9 Неколеблющееся в интервале
решение 251 Нелинейные уравнения в частных
производных 355 Немыцкий В. В. 457
Неоднородная линейная система 271 Неоднородное уравнение, формула
Коши 2Ц
—— линейное 34, 180, 199, 224 Непер Д. 428, 429
Неприводимый многочлен 108 Неустойчивое положение равновесия
165
Нормальная форма Коши 262
—— системы д. у. 260
Нормальной формы система 241 Ньютон И. 430, 431, 432
Общее решение 7, 12, 18 ——уравнения в частных производных 333
Общий интеграл 151, 167, 375
— — системы д. у. 308 Огибающая 122, 132
Однородная линейная система 271 Однородные уравнения 27, 34 ——линейные 34
—— — в частных производных 338
—— — с постоянными коэффициентами 214
Оператор дифференциальный 183
—самосопряжённый 208 Определитель Вандермонда 216
—Вронского 185 Ортогональные траектории
135
Особые начальные значения
314
—решения 121, 131
—точки 76 Особый интеграл 374
Остроградский М. В. 450, 453 Остроградского-Лиувилля формула
192
Панов Д. Ю. 458 Пеано Д. 448 Первого порядка д. у. 9
———линейные уравнения 34
—— уравнения в частных производных 99
—— характеристика 395, 407, 409
—приближения система 320 Первый интеграл 168
—— системы д. у. 308
Переменных разделение 23, 388 Перенос 32 Период колебания 219
Персидский К.П. 457 Петерсон К. М. 452
Петровский И. Г. 332, 457, 458 Пикар Э. 448, 449
Пикара доказательство существования 57
— метод последовательных приближений 142
Поверхность интегральная 378 Погони линии 170 Подобие ,33
Поле направлений 11 Полные дифференциалы 94 Полный интеграл 414
Полоса характеристическая 381 Понижение порядка д. у. 167, 173,
198, 200
Порядок д. у. 10
— уравнения с частными производными 330
Последовательных приближений метод 57 74, 144
Постоянная энергии 419 Постоянного вариация 35, 201, 281 Постоянные коэффициенты, д. у. с
постоянными коэффициентами
214
Преобразование переноса 32
—подобия 33 Преобразований группа 32 Приводимый многочлен
108
Прикосновения точки 130
—элемент 378 Продолжение решения д. у.
65
Производная точная 177 Производных существование
298
Промежуточный интеграл 167
Пространство фазовое 266 Пуанкаре А. 84, 455 Пуассон 453 Пуассона скобка 385 Пфафф И. 444, 451
Пфаффа уравнение 360, 387 Пфаффова форма 366
Пеано Д. 68, 448
Пеано теорема 68 Равновесия положение 165 Разделение переменных 23,
388
Решение д. у. 7, 8
—особое 121. 131
Риккати Д. 434, 436 Риккати уравнение 47, 50, 244
Рикье, теорема существования 332 Руффини П. 447 Ряд гипергеометрический 249
—степенной 245 Ряды тригонометрические 233
Самосопряжённое уравнение 208 Самосопряжённый оператор 208 Свободное гармоническое колебание
218
Седловина 79 Сила живая 163
Симметричная форма системы д. у. 313
Синцов Д. М. 452 Система динамическая 267
—д. у. 260
—— —в частных производных 331
—каноническая 260, 412
—— фундаментальная 187 Скобка Майера 385
—Пуассона 385 Скорость мгновенная 312 Смирнов В. И. 457 Соболев С. Л. 457
Совместности условия 332, 356 Совместные уравнения 355 Сонин Н. Я. 451, 453
Сопряженное дифференциальное выражение 206
—уравнение 206
Сравнения теорема 253 Стационарное движение 267 Стеклов В. А. 453, 455 Степанов В. В. 457 Степенной ряд 245
Существования теорема 57, 68, 140, 270
Т, конус 420
Тейлор Б. 437, 439
Теорема (см. соответств. название) Тихонов А. Н. 457 Тока линии 268
Точки возврата 130
—особые 76
—прикосновения 130 Точная производная 177 Точные дифференциалы 94 Траектория движения 267
—, задача о траекториях 135 Тривиальное решение 319, 321, 325,
326, 327
Тригонометрические ряды 233
Узел 79, 83, 92
Упругие колебания 219, 230 Условие (см. соответств. название) Устойчивое положение равновесия
166
Устойчивость по Ляпунову 317 Фаза начальная 219 Фазовое пространство 266 Фокус 81, 91 Форма билинейная 290
—нормальная Коши 262
Форма нормальная системы д. у. 141
—Пфаффова 366
—симметричная системы д, у. 313 Формула Лиувилля 192 Фроммера метод 84
Фукс Л. 435, 451 Фундаментальная система
187
Функция Бееселя 245, 250
—Гамильтона 412
—Грина 211
Фурье Ж. 452 Характеристика 336, 351, 405, 406
—первого порядка 395, 407, 409 Характеристическая полоса 361 Характеристические кривые 351 Характеристический многочлен 215 Характеристическое уравнение 284,
323
Хинчин А. Я. 457 Центр 81, 92 Чаплыгин С. А. 458
Частное решение д. у. 8, 12, 18 Частные производные, уравнения в
частных производных 99, 330 Частота колебания 219
Чебышев 11. Л. 237, 449, 455, 457
Чебышева многочлен 237 Четаев Н. Г. 457 Шарпи П. 442
Шарпи-Лагранжа метод 381 Шпета теорема 256 Штурм Ж. 450 Штурма теорема 252
Эйлер Л. П. 95, 431, 433—443, 445, 450—452, 455, 457
Эйлера уравнение 238, 256
Элемент интегральный
407
—прикосновения 378 Элементарные делители матрицы 291 Энергии постоянная 419
Якоби К. 450, 457
—метод 412, 416
—теорема 414
—уравнение 41, 93, 414